Расширения видеофайлов

Стандарты сжатия цифрового видео

Видеоформаты и видеостандарты

В первую очередь определимся с видеостандартами. Их обязательно нужно учитывать при создании видеофильма или видеоролика.

PAL - видеостандарт, используемый в Европе и России:

размер видео 720х576, 25 fps (25 кадров в секунду).

NTSC - 720х480, 29,97 fps.

Стандарт SECAM используется для телевизионного вещания.

VHS - аналоговое видео, это формат записи на видеокассетах.

DV (Digital Video) - это цифровой видеоформат, разработанный совместно ведущими мировыми компаниями-производителями видео для цифровой записи. Этот формат имеет малый коэффициент сжатия видеосигнала (5:1) и дает высокое качество видеосъемки. В этом формате снимают видео MiniDV-камеры.

DV формат характеризуется большим видеопотоком и, соответственно, имеет большой выходной видеофайл. Часовая запись на MiniDV кассету, будет иметь объем примерно 12 Гб, или 1 мин - 200 Мб.

MPEG - один из основных стандартов сжатия. Аббревиатура MPEG (Moving Pictures Expert Group) - это название международного комитета, занимающегося разработкой данного стандарта сжатия. Его разновидности:

MPEG-1 - формат сжатия для компакт-дисков (CD-ROM). Качество видео - как у обычного видеомагнитофона, разрешение 352х240, диск с фильмом в таком формате обычно обозначается VCD (VideoCD).

MPEG-2 - формат для DVD-дисков, цифрового телевидения. В этом формате снимают видео DVD-, HDD-, Flash-камеры.

MPEG-3 - сейчас не используется. Не следует путать с MP3 (MPEG Audio Layer 3) - технологией сжатия звука!

MPEG-4 - это формат, получаемый с помощью известных кодеков DivX, XviD, H.264 и др. Часто его называют MP4. Уменьшает видеопоток еще сильнее, чем MPEG-2, но изображение довольно хорошего качества, поэтому этот формат поддерживает большинство современных DVD-плееров и видеокамер.

Ну а теперь сравним: фильм длительностью 1,5 часа в формате DV занимает примерно 20 Гб, в MPEG-2 - 4,7 Гб (пишем на DVD-диск), в формате MPEG-4 - 700 Мб (пишем на CD-диск).

HD (High Definition) - формат высокого разрешения, новый формат особой четкости изображения. Имеет две разновидности: HD1 с разрешением 1280х720 и HD2 - 1440х1080.

В последнее время большинство бытовых камер пишут в формате HD, основанном на кодеке MPEG-2. Качество видео высокое, но чтобы смотреть видео в формате HD, нужно иметь соответствующее оборудование для просмотра (например, ЖК или плазменный телевизор с большой диагональю), иначе вы не сможете оценить качество видео

AVI (Audio-Video Interleaved) - это расширение огромного количества видеофайлов, но не является форматом или кодеком. Это контейнер, разработанный Microsoft, в котором могут храниться потоки 4-х типов - видео, аудио, текст и midi (MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов) — стандарт цифровой звукозаписи).

WMV (Windows Media Video) - это формат от Microsoft, именно в нем можно получить видеоролик, сделанный с помощью программы Movie Maker.

MOV - формат Apple Macintosh QuickTime, может содержать кроме видео также графику, анимацию, 3D. Чаще всего для проигрывания этого формата нужен QuickTime Player.

MKV - тоже контейнер, который может содержать видео, аудио, субтитры, меню и пр. Имеет открытый код, пока не очень распространен, но очень перспективен.

3gp - видео для мобильных телефонов третьего поколения, имеют малый размер и низкое качество.

FLV (Flash Video) - формат видео для размещения и передачи в Интернете, используется такими площадками для размещения видеоклипов, как YouTube, RuTube, Tube.BY, Google Video, Муви и многие другие.

SWF (Shockwave Flash) - это расширение анимации созданной в программе Adobe Flash, а также видео в формате flash, проигрывается браузерами с помощью Flash Player. Флеш-ролики широко распространены в Интернете.

m2v, m2p - расширения видео в формате MPEG-2.

Количество информации. Формулы Хартли и Шеннона

Следует различать объем информации и количество информации. Ранее мы говорили лишь об объемах информации, понимая под этим объем хранимых или передаваемых данных.

Существует множество ситуаций, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. Например, если монета несимметрична (одна сторона тяжелее другой), то при ее бросании вероятности выпадения "орла" и "решки" будут различаться.

Формулу для вычисления количества информации в случае различных вероятностей событий предложил Клод Шеннон в 1948 году. В этом случае количество информации определяется по формуле:

где I - количество информации;
N - количество возможных событий;
р_i - вероятность i -го события.

Например, пусть при бросании несимметричной четырехгранной пирамидки вероятности отдельных событий будут равны:

Р₁ = 1/2, р₂ = 1/4, р₃ = 1/8, р₄ = 1/8.

Тогда количество информации, которое мы получим после реализации одного из них, можно рассчитать по формуле

Такой подход к определению количества информации называется вероятностным.

Для частного, но широко распространенного и рассмотренного выше случая, когда события равновероятны (p_i = 1/ N), величину количества информации I можно рассчитать по формуле Ральфа Хартли

открытой им в 1928 г.

По этой формуле можно определить, например, количество информации, которое получим при бросании симметричной и однородной четырехгранной пирамидки:

I = log₂4 = 2 бита. Таким образом, при бросании симметричной пирамидки, когда события равновероятны, мы получим большее количество информации (2 бита), чем при бросании несимметричной (1,75 бита), когда события неравновероятны.

Количество информации, которое мы получаем, достигает максимального значения, если события равновероятны.

Пример 1 из теста Министерства образования и науки РФ

Решение. Поскольку события имеют разную вероятность, то используем формулу Шеннона

Пример 2 из теста Министерства образования и науки РФ

Решение. Поскольку может быть с равной вероятностью загадано любое целое число из диапазона [1, 64], то используем формулу Хартли

В заключение составим оптимальный алгоритм игры «Угадай целое число» для произвольного числа N.

Для этого применим стратегию половинного деления диапазона поиска, который называют «метод половинного деления», другое название - «метод бисекции». Блок-схема алгоритма приведена ниже.

Дата добавления: 2014-01-05